Зубной камень свидетельствует о потреблении растений тайскими лесными шимпанзе и изменениях в жизненном цикле

Научные отчеты, том 5, Номер статьи: 15161 (2015) Цитировать эту статью

2883 Доступа

44 цитаты

27 Альтметрика

Подробности о метриках

Зубной камень (кальцинированный зубной налет) является источником множества типов данных об истории жизни. Недавние исследования были направлены на то, чтобы микроостатки растений, сохранившиеся в этом минерализованном отложении, были использованы в качестве источника информации о питании и здоровье для современного и прошлого населения. Однако неясно, в какой степени мы можем интерпретировать поведение микроостатков. На сегодняшний день лишь немногие исследования напрямую сравнивали записи микроостатков зубного камня с записями о питании и ни одно из них не сравнивали с записями о питании долгосрочных наблюдений, что ограничивает то, как мы можем интерпретировать диету, приобретение пищи и поведение. Здесь мы представляем анализ с высоким разрешением микроостатков конкрементов диких шимпанзе (Pan troglodytes verus) из национального парка Тай, Кот-д'Ивуар. Мы тестируем комплексы микроостатков на основе более чем двух десятилетий полевых поведенческих наблюдений, чтобы установить способность расчетов улавливать состав рациона. Наши результаты показывают, что некоторые классы микроостатков накапливаются как долгоживущие диетические маркеры. Обилие фитолитов в исчислении может отражать пропорции растений в рационе, однако для крахмалов эта закономерность неверна. Мы также сообщаем, что микроостатки могут записывать информацию о других пищевых привычках, таких как возраст отлучения от груди и изученные методы обработки пищевых продуктов, такие как раскалывание орехов.

Понимание экологии питания имеет решающее значение для понимания эволюционного давления, которое сформировало человекообразных обезьян и людей. Давно признано, что такие факторы, как диетическая специализация, приобретение пищи с помощью инструментов и возраст отлучения младенцев от груди, важны для человекообразных обезьян и людей и значительно различаются между видами1,2,3,4.

Однако многие подходы к реконструкции диеты оставляют без ответа конкретные вопросы о диете и связанных с ней событиях в истории жизни, особенно в отношении ископаемых образцов. Существует потребность в новых методах реконструкции процесса получения продовольствия среди населения, которые могли бы избежать некоторых недостатков других методов, таких как прямое наблюдение, анализ стабильных изотопов и исследования микроизноса5,6. В некоторых случаях прямое наблюдение просто невозможно, например, за вымершими человекообразными обезьянами и группами людей. Анализ стабильных изотопов и исследования стоматологической микроодежды не дают полных данных о питании, а вместо этого дают лишь картину общих особенностей питания, таких как потребление определенных категорий растений или механические свойства рациона7,8. Более того, даже там, где доступны данные прямых наблюдений за приобретением пищи, сбор данных часто ограничен, поскольку наблюдение возможно только в течение короткого периода жизни человека, который может жить до нескольких десятилетий.

Зубной камень, взятый у живых или умерших людей, быстро завоевывает признание как бесценный материал для реконструкции истории жизни. С тех пор как Армитидж9 впервые обнаружил остатки растений из зубов копытных, исследования выявили крахмальные зерна, фитолиты, пыльцевые зерна, диатомовые водоросли, минеральные частицы, белки и ДНК из различных популяций человека и животных10,11,12,13,14,15. Используя зубной камень современных собирателей-садоводов, Леонард и его коллеги16 впервые показали, что восстановленные микроостатки также встречаются в потребляемых продуктах, подтверждая связь между микроостатками в зубном налете и диетой. По мере роста спроса на данные об истории питания анализ фитолитов и крахмалов в зубном камне все чаще используется для реконструкции экологии питания и экологических ниш13,17,18,19,20,21,22,23.

Несмотря на многообещающие исследования диетического анализа, им мешает отсутствие исследований, которые бы перекрестно проверяли пищевой материал, полученный при расчете, с фактической экологией питания и историей жизни организма. До недавнего времени наше понимание того, что именно представляет собой растительное вещество, сохранившееся в исчислении, было спекулятивным. Первоначальная попытка охарактеризовать запись микроостатков, предпринятая Леонардом и его коллегами16, показала, что исчисление охватывает лишь ограниченную часть разнообразия рациона. В этом исследовании во многих растительных продуктах отсутствовали фитолиты и крахмалы, а приготовление пищи могло значительно снизить содержание крахмала, даже если он присутствовал. Образцы питания были установлены Леонардом посредством интервью и краткосрочного пребывания в лагерях, и хотя обнаруженные микроостатки соответствовали среднему рациону населения, в записях о питании не хватало понимания долгосрочной истории жизни людей. Без записей о питании, которые пересекают внутри- и межгодовые циклы, наши знания о природе записей исчисления и их потенциале для археологических исследований будут неполными. Кроме того, неясно, учитываются ли данные о питании конкрементов из недиетических источников (например, приготовление растительных инструментов, гигиена полости рта и потребление содержимого желудка24,25,26), а систематическая погрешность, обусловленная диагенетическими и тафономическими факторами, делает их в конечном итоге чисто стохастический.